(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計であって、前記ファブリー・ペロー干渉計は、
基板と、
前記基板上の第１のミラーと、
可動な第２のミラーであって、前記第２のミラーは、可動な光学領域と前記光学領域の周囲の可動領域とを有する、第２のミラーと、
前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間のファブリー・ペロー空洞と、を備え、
前記第１のミラーおよび前記第２のミラーは、前記ミラーの間の距離を電気的に制御するための制御電極をそれぞれ有し、
前記第２のミラーの少なくとも周辺の領域は、前記ミラーの２つの層の間の隙間を有し、前記隙間の反対側にあるミラーの層は、前記隙間を介してアンカーで接続され、
前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの制御電極は、前記光学領域へ延び、
前記アンカーの実装は、前記周辺の領域の剛性が前記光学領域の剛性よりも低いままであるように行われ、それにより、前記第２のミラーは、制御電圧で前記制御電極の活性化により前記光学領域でよりも前記周辺領域でより曲がるように配置され、
前記第２のミラーの隙間におけるアンカーの密度は、前記周辺領域でよりも前記光学領域で高いことを特徴とする、電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項２】
前記制御電極は、前記第１のミラーと前記第２のミラーの光学領域全体に延びることを特徴とする、請求項１に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項３】
前記第２のミラーは、前記光学領域にも隙間を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項４】
前記光学領域と前記周辺領域との間のミラーの剛性の差は、前記アンカーの形式および／または幅に基づくことを特徴とする、請求項３に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項５】
前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの両方は、前記光学領域に隙間を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項６】
前記隙間の幅はλ／４であり、λは前記干渉計の通過帯域の中心波長であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項７】
前記隙間は真空を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項８】
前記隙間は、前記干渉計の動作可能な波長帯域で透明であるガスを含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項９】
前記干渉計の可動領域は非円形であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項１０】
前記干渉計の可動領域は長方形であることを特徴とする、請求項９に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項１１】
前記干渉計の可動領域は正方形であることを特徴とする、請求項９に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項１２】
前記ミラーのしわを防ぐために、前記第２のミラーのアンカーの分布に局所的な不規則性があることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項１３】
前記第１のミラーおよび／または前記第２のミラーは、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの均一な表面が互いに接触することを防ぐために、前記ミラーの表面から他のミラーに向かって延びる突起を有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項１４】
前記突起は、前記ミラーの表面領域にあるアンカーの場所に位置することを特徴とする、請求項１３に記載の電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計。
【請求項１５】
電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を製造するための方法であって、
基板が設けられ、
第１のミラーが前記基板上に設けられ、
可動な第２のミラーが設けられ、前記第２のミラーは、可動な光学領域と前記光学領域の周囲にあるさらなる可動領域とを有し、
ファブリー・ペロー空洞が前記第１のミラーと前記第２のミラーとの間に設けられ、
制御電極が、前記ミラーの間の距離を電気的に制御するために前記第１のミラーおよび前記第２のミラーにそれぞれ設けられ、
隙間が前記第２のミラーの少なくとも周辺の領域で前記ミラーの２つの層の間に設けられ、アンカーが前記隙間を介して前記アンカーで前記隙間の反対側にあるミラーの層を接続するために設けられ、
前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの制御電極は、前記光学領域へ延びるように形成され、
前記アンカーは、前記周辺の領域の剛性が前記光学領域の剛性よりも低いままであるように実装され、それにより、前記第２のミラーは、制御電圧で前記制御電極の活性化により前記光学領域でよりも前記周辺領域でより曲がるように配置され、
前記第２のミラーの隙間における前記アンカーの密度は、前記周辺領域でよりも前記光学領域で高いことを特徴とする、方法。
【請求項１６】
前記制御電極は、前記第１のミラーおよび前記第２のミラーの光学領域全体に延びるように作られることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファブリー・ペロー干渉計およびファブリー・ペロー干渉計の製造方法に関する。より具体的には、本発明は、微小光電気機械システム（ＭＯＥＭＳ：ｍｉｃｒｏ−ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍｓ）技術で製造された電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計に関する。本発明の技術分野は、独立請求項の前文で特定される。
【背景技術】
【０００２】
ファブリー・ペロー干渉計は、例えば、光学フィルタおよび分光センサとして使用される。ファブリー・ペロー干渉計は、１／４波長ブラッグ反射器などの平行ミラーに基づいており、ファブリー・ペロー空洞は、該ミラーの間に形成される。ファブリー・ペロー干渉計の通過帯域波長は、該ミラーの間の距離、すなわち空洞の幅を調整することにより制御され得る。ファブリー・ペロー干渉計を製造するためにマイクロメカニカル技術を使用することが一般的である。このような解決法は、例えば、特許文献第Ｆ１９５８３８号に記載されている。
【０００３】
図１ａは、基板１３０に製造された従来技術のマイクロメカニカルファブリー・ペロー干渉計を示す。マイクロメカニカル干渉計のミラーは、通常、いくつかの層１０２、１０４、１０６、１１２、１１４、１１６を含み、隣接する層の材料は、異なる屈折率を有する。可視光および近赤外放射の短波長領域で使用されるマイクロメカニカル干渉計は、一般に、シリコン層１０２、１０６、１１２、１１６の間に二酸化シリコンまたは窒化シリコン層１０４、１１４を有する。しかしながら、二酸化シリコンおよび窒化シリコンは、長波長で比較的高い減衰を有し、従って、赤外領域、特に５μｍ以上の波長領域（すなわち、赤外熱放射（ＴＩＲ））においてシリコン層の間の空気の層を使用することがより好ましい。
【０００４】
ミラー１１２、１１４、１１６の動作は、光学領域Ａおよび光学領域の周囲の周辺領域から犠牲層１１１を除去することにより可能になり、それによって空洞１２３が形成される。この犠牲領域は、例えば、二酸化シリコンであってよく、例えば、フッ化水素酸（ＨＦ）でエッチングすることにより除去され得る。エッチング基板が犠牲層に達することを可能にするために、穴（図１ａでは不図示）が可動ミラーに設けられる。犠牲層の残りの部分は、可動ミラーの支持部となる。基板により生じる減衰および反射を回避するために、基板は、光学領域１２５から光学的に除去された。
【０００５】
可動ミラーの位置は、例えば、ドープすることにより両方のミラーの１つの層１０６、１１２が導電性となることによってミラー基板に含まれる電極に電圧を印加することで制御される。電極に電圧を接続するための電極１１０ａおよび１１０ｂがある。制御電圧が固定および可動ミラーの電極の間に印加される場合、この電圧は、可動ミラーを固定ミラーへ向かって移動させる力を発生する。電極がミラー全体を覆う場合、可動ミラーは、空洞領域全体で湾曲するだろう。これは、可動ミラーと固定ミラーとの間の距離を、電気活性化の間、光学領域Ａ内で変化させる。これを図１ｂに示す。光学領域内の可動ミラーの非平坦性は、光学領域内の通過帯域周波数を変化させ、帯域幅をより広くさせる。フィルタの線質係数、すなわちフィネスは、従って、減少されるだろう。結果として、このような干渉計のフィネスは、こうフィネスが必要とされるいくつかの用途に対して十分ではない。
【０００６】
光学領域内の可動ミラーの非平坦性は、ミラーの光学領域の外側のみに制御電圧を提供することにより回避され得る。解決法を図１ｂに示す。層１０６は、光学領域の領域外で制御電圧に接続されるのみであり、電極に印加された電圧は、従って、光学領域で有効ではない。しかしながら、同様にこのアプローチにもいくつかの欠点がある。
【０００７】
第１に、より小さい電極領域により、ミラーの間に十分な力を達成するために、より高い電圧が電極の間で必要となる。小さいサイズのセンサ回路で高い電圧を提供することは、難しい場合があり、また、必要な電圧交換における電源損失によりエネルギー消費が増加し得る。
【０００８】
第２に、偏向電圧が光学領域に印加されていない場合であっても、この領域には電極を設ける必要がある。これは、ミラーの位置でエラーを発生し得る、光学領域における静電気のカップリングを回避するために、ミラーの光学領域が定電圧電位に接続されなければならないからである。可動ミラーおよび固定ミラーは、その領域のミラーの間の力を回避するために光学領域で同じ電位でなければならない。従って、光学領域の導電層は、光学領域の外側の電極から電気的に分離されなければならず、ミラーのこれらの導電層は、異なる電圧電位に接続されなければならない。異なる電位に導電領域を接続することは、いくつかのミラー層に導電性フィードスルーおよびリードを電気的に提供する必要がある。層に電気的フィードスルーおよびリードを達成するためには、パターニングおよびドーピングが適用されなければならない。結果として、マクロメカニカル処理の段階の数が増加する。これは、干渉計の製造が複雑化し、コスト重視のアプリケーションに対して製造コストが大いに高くなる。
【０００９】
干渉計の形状に関してさらなる欠点がある。静電気の作動により垂直に変異した場合に他の任意の側面形状が引張りストレスの薄膜のしわを発生させ得るので、ミラーは、円形形状を有することが必要である。一方、基板上または電気回路上の構成要素の密度が最適でないため、構成要素の円形形式は、電極において一般に好ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の欠点を回避または減少するためである。従って、本発明の目的は、良好なフィネスを有し、製造があまり複雑でない干渉計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、
基板と、
前記基板上の第１のミラーと、
可動な第２のミラーであって、前記第２のミラーは、可動な光学領域と前記光学領域の周囲の可動領域とを有する、可動な第２のミラーと、
前記第１ミラーと第２のミラーとの間のファブリー・ペロー空洞と、を備え、
前記第１および第２のミラーは、前記ミラーの間の距離を電気的に制御する電極を有し、
前記第２のミラーの少なくとも周辺の領域は、前記ミラーの２つの層の間の隙間を有し、前記隙間の反対側にあるミラーの層は、前記隙間を介して固定接続される、電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計であって、
前記第１および第２のミラーの前記電極は、前記光学領域へ延び、
前記アンカーの実施は、前記周辺の領域の剛性が前記光学領域の剛性よりも低いので、前記可動ミラーは、制御電圧で前記電極の活性化により前記光学領域よりも前記周辺領域でより曲がるように配置される
ことを特徴とする電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計で達成される。
【００１２】
本発明の目的は、
基板が設けられ、
第１のミラーが前記基板上に設けられ、
可動な第２のミラーが設けられ、前記第２のミラーは、可動な光学領域と前記光学領域の周囲の可動領域とを有し、
ファブリー・ペロー空洞が前記第１ミラーと第２のミラーとの間に設けられ、
電極が前記ミラーの間の距離を電気的に制御するために前記第１および第２のミラーに設けられ、
隙間が前記第２のミラーの少なくとも周辺の領域で前記ミラーの２つの層の間に設けられ、アンカーが前記隙間を介した固定接続で前記隙間の反対側にあるミラーの層を接続するために設けられる、電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計の製造方法であって、
前記第１および第２のミラーの前記電極は、前記光学領域へ延びるように形成され、
前記アンカーは、前記周辺の領域の剛性が前記光学領域の剛性よりも低いので、前記可動ミラーは、制御電圧で前記電極の活性化により前記光学領域よりも前記周辺領域でより曲がるように配置される
ことを特徴とする電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計の製造方法で達成される。
【００１３】
有意な利点は、従来知られた解決法と比較した場合、本発明で達成され得る。本発明は、光学領域の剛性が光学領域の周辺の領域と比較して高い可動ミラーを達成することが可能である。従って、電極がミラーの光学領域に延びる場合であっても、可動領域の良好な平坦性を達成することができる。従って、良好なフィネスを有する干渉計が製造され得る。
【００１４】
ミラーの可動領域の全体領域まで電極を延ばすことが可能である。従って、ミラーで他の電気的に分離された導電領域を設ける必要がない。従って、ミラー層の対応するリードおよびフィードスルーは、回避され、製造プロセスが単純となる。
【００１５】
制御電極がミラーの光学領域まで延びる場合、可動ミラーの必要な移動は、より低い制御電圧で達成し得る。従って、より高い電圧が利用可能でなく、特定の電圧アップコンバータ無しの装置で干渉計を使用することが可能である。
【００１６】
本発明は、電極の様々な形状を可能にし、その電極は、光学領域の小さいまたは大きい部分をカバーし得る。本発明の一実施形態によれば、制御電極は、ミラーの実質的に全体に渡って延びる。この実施形態では、必要な制御電圧の最小値を達成することが可能になる。
【００１７】
本発明の一実施形態において、アンカーは、例えば、ビームまたはシリンダの形状を有する隙間を通る個々のアンカーを含む。このようなアンカーは、隙間の反対側に層として同じ材料から作られ、該アンカーは、好ましくは、アンカーの上部層として同じく同時プロセスで置かれ得る。アンカーの幅は、好ましくは、アンカーの高さよりも小さいか、同じ位である。アンカーは、好ましくは、ミラーに対して垂直である。
【００１８】
アンカーの密度は、好ましくは、周辺領域よりも可動ミラーの光学領域の方が高い。このように、より高い剛性は、周辺領域と比べて光学領域で達成される。別の選択肢は、アンカーの分布において異なる形状を提供すること、および／またはアンカーの異なる形式を提供すること、および／またはアンカーの異なる幅を提供することである。可動ミラーの光学領域と周辺領域との間のミラー剛性がアンカーの材料特性に基づくとこがさらに可能となる。
【００１９】
本発明の一実施形態において、干渉計の両方のミラーは、ミラーの層としての隙間を有る。このような構造は、ＴＩＲアプリケーションのような長波長アプリケーションにおいて望ましい。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態によれば、可動ミラーは、光学領域の外側のみで隙間を有し、固定ミラーは、隙間が無くてよい。個体ミラー層が可動ミラーの光学領域で使用されるが、可動ミラーの周辺領域は、隙間／アンカー構造によりより柔軟に作られる。
【００２１】
ミラーの隙間は、好ましくは、空気を含むが、干渉計の動作波長で透明である他のガスを含んでもよい。また、隙間は、真空を含んでもよい。
【００２２】
本発明の一実施形態において、第２のミラーの可動領域の形式は、非円形であり、好ましくは、長方形または正方形である。本発明は、アンカーの局所的に不規則な分布を使用することにより可動領域の非円形形式を使用することを可能にする。このように、非円形形状においミラーの不規則な曲りを補償することが可能である。ミラーの光学領域および可動領域の形式において同じまたは異なる形式を使用することが可能である。例えば、可動領域は、正方形であってよく、光学領域は、円形であってよい。
【００２３】
ミラーの可動領域が非円形、好ましくは、正方形である場合、円形の可動領域が使用される場合よりも所定の基板領域における干渉計のより高い番号を含むことが可能である。また、円形の可動領域が使用される場合よりも小さい構成部品の大きさを有する、所定の光学領域で干渉計の構成部品を製造することが可能である。
【００２４】
本発明の一実施形態において、ミラーの表面から可動および固定ミラーの平らな表面がお互いに接触することを防ぐための他のミラーに向かって伸びる突起がある。ミラーの表面領域のアンカーの場所で突起を提供することが好ましい。
【００２５】
本発明のさらに好ましい実施形態は、従属項に記載されている。
【００２６】
多結晶シリコンおよび空気の両方が赤外領域の波長において低減衰を有するので、５〜３０μｍなどの長波長領域内であっても良好な性能を有する干渉計を提供することが可能である。しかしながら、より小さい波長領域内で本実施形態による干渉計を使用することも可能である。
【００２７】
本明細書中の用語「ミラー」は、ミラーの光学領域において光を反射する１組の層である構造を意味する。また、「ミラー」は、光学領域の外側である層の領域を含む。
【００２８】
本明細書中の用語「放射」または「光」は、波長の光学領域における任意の放射を意味する。
【００２９】
本明細書中の用語「犠牲層」は、最終製品において少なくとも部分的に除去される材料層を意味する。
【００３０】
本明細書中の用語「アンカーの密度」は、ミラーの所定の領域におけるアンカーの数を意味する。
【００３１】
本明細書中の用語「酸化シリコン」、「二酸化シリコン」、および「ＳｉＯ２」は、ＰＥＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、熱酸化、スピノンガラス（ＳＯＧ）などの様々な代替方法により形成され、リンやホウ素などの様々な添加物で任意にドープされ、シランやＴＥＯＳなどの様々な代替原材料から堆積され得る材料を含む。従って、材料は、任意の単一の化学量論化合物に限定されない。
【００３２】
以下のパートでは、本発明の好ましい例示的な実施形態を添付の図面を参照してより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１ａ】休止状態における従来のファブリー・ペロー干渉計の断面図である。
【図１ｂ】活性化状態における従来のファブリー・ペロー干渉計の断面図である。
【図１ｃ】休止状態における別の従来のファブリー・ペロー干渉計の断面図である。
【図２】ミラーの両方が光学領域において空気の隙間を含む、本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計の一例の断面図である。
【図３】ミラーの両方が光学領域において固体層を含む、本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計の別の例の断面図である。
【図４】本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計の一例の上面図である。
【図５ａ】本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を製造するプロセスの一例を示す。
【図５ｂ】本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を製造するプロセスの一例を示す。
【図５ｃ】本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を製造するプロセスの一例を示す。
【図５ｄ】本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を製造するプロセスの一例を示す。
【図５ｅ】本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を製造するプロセスの一例を示す。
【図６】アンカーの製造段階における可動ミラーの一部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１ａ、１ｂ、および１ｃは、上記明細書の従来技術にて記載されている。
【００３５】
図２は、本発明に係るファブリー・ペロー干渉計の一例の断面図である。干渉計は、例えば、単結晶シリコン材の基板１３０を有し、干渉計の光学領域に穴１２５があってよく、干渉計のための光学開口部を設ける。基板が高濃度にドープされる場合、基板は、放射を減衰し、光学開口部の外側の放射の透過を防止する。しかしながら、開口部は、基板の除去無しに、別個の非透過層で設けられてもよい。
【００３６】
固定ミラーの反射層は、層１０２、１０４、１０６により提供され、層１０２および１０６は、多結晶シリコンから成り、層１０４は、真空、空気または動作波長領域において透明であるガスを含むガスである。ガスは、光学領域から酸化シリコン１０３の犠牲層を除去することによって形成されてきた。層１０６は、ドープされた多結晶シリコンから作られ、固定ミラーの制御電極として機能する。
【００３７】
干渉計は、反射層１１２、１１４、１１６を有する可動な第２のミラーを有する。層１１２および１１６は、多結晶シリコンであり、層１１４は、真空、空気または透明なガスを含む隙間である。隙間は、光学領域から酸化シリコン１１３の犠牲層を除去することによって形成されてきた。層１１２は、ドープされた多結晶シリコンから作られ、可動ミラーの電気的導電性の制御電極として機能する。
【００３８】
低い固定ミラーの電極は、接続部１１０ａに電気的に接続され、可動ミラーの電極１１２は、接続部１１０ｂに接続される。電気接続部１１０ａおよび１１０ｂは、例えば、アルミニウムから作られる。電極は、実質的にミラーの全体に渡ってカバーする。このように、ミラーの電極間の制御電圧は、ミラー間で最大の力を生成し、その結果、最小の力が可動ミラーの所定のたわみを得るために必要になる。ミラーの全体領域に電極が設けられることにより、ミラーへの電荷の静電結合を回避することが可能である。
【００３９】
光学領域の一定の間隔で隙間の幅を維持するためのミラー構造の隙間においてアンカー１０５、１１５がある。アンカーは、隙間の反対側で層をお互いに機械的に接続する。アンカーは、好ましくは、大きな減衰を回避するために、光学領域の１〜１０％などの小さい部分のみをカバーする。なお、アンカーおよび穴の大きさがアンカー構造の説明のために本出願の断面の図面において大きく拡大されていることに留意されたい。アンカーは、例えば、層として同じ多結晶シリコンから作られてもよい。アンカー上で層として同じプロセスでアンカーを堆積することが望ましい。
【００４０】
本発明によれば、可動ミラーの剛性は、周辺領域よりも光学領域の方が高い。これを達成するために、アンカーの密度は、好ましくは、周辺領域よりも光学領域の方を高くする。さらに、ミラーの可動部分が非円形である場合、ミラーの必要な延伸の局所的な変動を補償するためにアンカーの不均一な分布を使用することが可能である。
【００４１】
ミラーの隙間の幅の値は、好ましくはλ／４であり、λは、干渉計通過帯域の中心波長である。また、他のミラー層の光学厚さも、好ましくは、λ／４である。しかしながら、隙間の幅／光学厚さは、代わりに、λ／４の倍数であってもよい。
【００４２】
干渉計の空洞は、犠牲酸化シリコン層が除去された空間１２３により形成される。犠牲層は、例えば、第２のミラーの穴１５１を介して液体または蒸気ＨＦによりエッチングされる。従って、第２のミラーは、可動となる。酸化シリコン層は、干渉計の光学領域から除去されたが、酸化シリコン層の縁部１１１からは除去されていない。上側の可動ミラーと下側の固定ミラーの縁部の間の残った酸化シリコン層は、上側の可動ミラーを支持する。
【００４３】
図３は、本発明の別の実施形態に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を示す。この干渉計において、全てのミラー層は、光学領域で固体材料である。従って、この干渉計は、放射のより短い波長において使用可能である。固定ミラーは、例えば、シリコンの層１０２と１０６との間の酸化シリコンまたは窒化シリコンの層１０４を有する。層１０６は、固定ミラーで導電性のある電極を設けるためにドープされる。光学領域において、可動ミラーは、例えば、シリコンの層１１２と１１６との間の酸化シリコンまたは窒化シリコンの層１１４を有する。光学領域の外側には、アンカー１１５で結合された、シリコンの層１１２と１１６との間に空気隙間１１４ｂがある。層１１２は、固定ミラーで導電性のある電極を設けるためにドープされる。
【００４４】
アンカーを有する空気隙間を含む可動ミラー領域は、固体材料の領域よりも柔軟に作られる。従って、可動ミラーの剛性は、周辺領域よりも光学領域の方が高い。結果として、可動ミラーを曲げる可動ミラーは、主に光学領域の外側を取り、光学領域のミラー領域は、実質的に平坦なままである。
【００４５】
図４は、本発明に係る電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計の一例の上面図である。干渉計の光学領域４６１は、円形であり、光学領域の周囲には、上側のミラーが可動である追加領域４６２がある。図中のドットは、可動ミラーと固定ミラーとの間のアンカーを示す。アンカーの密度は、光学領域の外側の領域４６２よりも光学領域４６１の方が高い。従って、本発明によれば、可動ミラーの剛性は、周辺領域よりも光学領域の方が高い。このため、可動ミラーの湾曲は、周辺領域４６２の場所を取り、可動ミラーは、光学領域４６１で比較的平坦なままである。
【００４６】
可動ミラーには、犠牲層を除去するために使用される小さい穴（不図示）が設けられる。穴は、好ましくは、第２のミラー上に均一に分布される。各穴の直径は、例えば、１００ｎｍ〜５μｍであってよい。穴は、第２のミラーの光学領域の０．０１％〜５％をカバーしてよい。それらの小さい全領域により、これらの穴は、干渉計の性能に重大な影響は有さない。
【００４７】
図４は、上側および下側のミラーの電極の接続部１１０ａおよび１１０ｂを示す。接続部は、干渉計の角に位置する。
【００４８】
図５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、および５ｅは、図２および４の干渉計などの電気的に調整可能なファブリー・ペロー干渉計を生成するための本発明に係る方法の一例を示すフロー図である。製造プロセスは、ウエハ基板を設けることにより開始される（５１）。基板は、例えば、多結晶シリコンである。次に、酸化シリコンの絶縁層は、低温度酸化（ＬＴＯ）蒸着により基板に堆積される（５２）。そして、固定ミラーの層が堆積される。
【００４９】
段階５３において、多結晶シリコンの層が堆積される。必要に応じて、犠牲層をエッチングするためにこの層において穴を設けることが可能である。本発明の本実施形態において、導電性領域を必要としないので、この層にイオン注入を設ける必要がないことに留意されたい。多結晶シリコン層の堆積後、焼きなましが設けられるが、さらなる段階で以下の説明で具体的に言及しない。
【００５０】
次に、犠牲層は、例えば、ＬＰＣＶＤ二酸化シリコン蒸着により堆積され（５４）、アンカーに対してパターニングされる（５５）。そして、多結晶シリコン層は、堆積され（５６）、導電性領域は、イオン注入により形成される（５７）。本実施形態において、層には絶縁領域が必要ないので、層全体は電気的に連続であることが可能であることに留意されたい。そして、多結晶シリコンは、犠牲層をエッチングするための穴を設けるためにパターニングされる（５８）。従って、固定ミラーの層が生成される。
【００５１】
ファブリー・ペロー空洞を形成するための犠牲層は、ＬＰＣＶＤ二酸化シリコン蒸着により堆積される（５９）。犠牲層をパターニングする必要がない。次に、可動ミラーの層が生成される。多結晶シリコンの層が堆積され（８０）、導電性領域は、イオン注入により形成される（８１）。犠牲層をエッチングするための穴を設けるために層がパターニングされる（８２）。次に、ＬＰＣＶＤ二酸化シリコン蒸着で追加の犠牲層が作られ（８３）、層がパターニングされる（８４）。このパターニングで、可動ミラーのアンカーの位置が決まる。アンカーの密度は、好ましくは、周辺領域よりも光学領域の方が大きい。このように、周辺領域と比べて光学領域において剛性の高い値が達成される。そして、多結晶シリコンの層がＬＰＣＶＤ蒸着で形成され（８５）、穴がエッチングされる（８６）。従って、可動ミラーの層が生成される。
【００５２】
アルミニウムによる金属化は、スパッタリングおよびパターニングにより接続部に対して実行される（８７）。次に、酸化およびポリシリコン層のスタックは、干渉計の裏面でパターニングされる（８８）。シリコンのＩＣＰエッチングにより、穴／凹部は、光学領域の基板に作られ得る（８９）。最後に、干渉計のチップがダイシングされ、犠牲層がエッチングされる（９０）。
【００５３】
図６は、アンカーの製造段階における可動ミラーの一部の拡大図である。また、図６は、電気的活性化により表面が接触した場合に、ミラーがお互いに付着することを防ぐために生成される突起を示す。その後、可動ミラーの底部層６１は、犠牲層６０に堆積され（図５ｂおよび５ｃの段階８０、８１）、エッチングし、突起６８に穴を設けるための穴６２ａを設けるために層がパターニングされる（段階８２）。可動ミラーの犠牲層６３が堆積され（段階８３）、アンカーに対する穴６４がパターニングされる（段階８４）。可動ミラーの上部層６５が堆積され（段階８５）、よってアンカー６７および突起６８も形成される。図６に示すアンカー６７は円形形状を有する。エッチングのための穴６６を形成するためにミラーの上部層が形成される（段階８６）。最後に、犠牲層６０、６３が穴６６および６２ａを介してエッチングのために除去される（段階９０）。
【００５４】
本発明は添付の実施形態を参照して記載されてきた。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものでなく、発明の思想および添付の特許請求の範囲内で想像することができる全ての実施形態が含まれる。
【００５５】
例えば、いくつかの材料、寸法及び形態は、本発明を実施するための例として挙げてきた。しかしながら、寸法、形態及び材料並びに構造の詳細は、特定の要件に応じて変更し、実施ごとに最適化することができることは明らかである。
【００５６】
本発明の干渉計は、いくつかの好適な用途がある。それらは、光学分光計、カラーアナライザ、イメージャ、光データ通信、およびガスまたは液体中の有機化合物またはポリマーで分光法を利用する様々な装置内で制御可能なフィルタとして使用することができる。本発明は、最も好ましくは、赤外測定で適用され、特に熱赤外線範囲で適用される。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図６】
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